【二】编码器原理与电机转速、角度控制.doc

编码器原理与电机转速、角度控制 编码器原理是指利用霍尔编码器来获取速度、角度等信息，以完成云台要求的转速与角度控制。霍尔编码器是一种增量式编码器，将设备运动时的位移信息变成连续的脉冲信号，脉冲个数表示位移量的大小。 一、编码器原理 增量式编码器的特点是只有当设备运动时才会输出信号，输出通道 A 和通道 B 两组信号，且相位相差 90°（1/4 个周期），同时采集这两组信号就可以计算设备的运动速度和方向。通过读取通道 A 和通道 B 的信号值，可以确定设备的运动方向。 二、电机转速测量 电机转速测量是通过统计固定时间间隔内的编码器脉冲数来计算速度值。速度计算方法为： n = M₀ / (C \* T₀) 其中，C 是编码器单圈总脉冲数，M₀ 是该时间内统计到的编码器脉冲数，T₀ 是每次的统计时间（单位为秒）。 三、角度测量 角度测量是通过统计固定时间间隔内的编码器脉冲数来计算角度值。角度计算方法为： Angle = N₀ / C × 360 其中，N₀ 是该时间内统计到的编码器脉冲数，C 是编码器单圈总脉冲数。 四、代码部分 在实现电机转速和角度控制时，需要添加变量、使能定时器中断和编码器模式，并添加中断回调函数。代码实现如下： 1. 添加变量： float speed; float angle; int32_t cnt; int32_t last_cnt; 2. 使能定时器中断和编码器模式： HAL_TIM_Base_Start_IT(&htim4); HAL_TIM_Encoder_Start(&htim2, TIM_CHANNEL_ALL); 3. 添加中断回调函数： void HAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef *htim) { if(htim == &htim4) { cnt = (short)TIM2->CNT; speed = (float)(cnt - last_cnt) / 22.0f / 20 * 100; angle = ((float)cnt) / 22.0f / 20 * 360; last_cnt = cnt; } } 编码器原理和电机转速、角度控制是围绕霍尔编码器和STM32单片机实现的，通过统计编码器脉冲数来计算电机转速和角度值，并且通过中断回调函数来实现实时计算和控制。